LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây cùng với sự phát triển đi lên trên con đường hội nhập của
đất nước thì nhu cầu về xây dựng các công trình giao thông, thuỷ lợi, các công trình
dân dụng và công nghiệp đang ngày một tăng.
Nhằm đáp ứng được nhu cầu trên ngành sản xuất vật liệu xây dựng và cấu kiện
xây dựng đã từng bước biến đổi cả về chất từ sản xuất thủ công và nửa cơ giới năng
suất thấp đã chuyển sang sản xuất bằng cơ giới hóa và tự động hóa đem lại năng suất,
chất lượng và hiệu quả cao trong sản xuất kinh doanh. Như dây chuyền nghiền sàng
đá, dây chuyền sản xuất cát, dây chuyền sản xuất bê tông xi măng,…
Ở những dây chuyền trên thì không thể thiếu được công đoạn phân loại vật
liệu. Như máy sàng, máy phân li…
Với những kiến thức được trang bị trên ghế nhà trường, sau khi kết thúc quá
trình học tập em đăng ký đề tài tốt nghiệp là “ Tính toán thiết kế, lập quy trình lắp
ráp và thử nghiệm máy sàng vật liệu tại Công Ty cổ phần đầu tư Bái Tử Long “.
Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp với sự cố gắng nỗ lực của bản thân nhưng
do trình độ có hạn nên không thể tránh được những sai xót em rất mong được sự chỉ
bảo góp ý của quý thày cô để đề tài của em được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thày Ths. Trần Đức Kết cùng với quý thày cô trong
khoa Cơ Khí đã chỉ bảo tận tình giúp đỡ em trong thời gian qua.
Tp. Hồ Chí Minh ngày 05/02/2009
Sinh viên
Lê Minh Vương
MỤC LỤC
Mục Trang
Lời nói đầu. 0
1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ BÁI TỬ LONG 1
1.1. Giới thiệu về Công Ty Cổ Phần Đầu Tư Bái Tử Long 1
1.2. Giới thiệu về dây chuyền sàng cát xây dựng tại Công Ty 1
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HẠT VẬT LIỆU RỜI VÀ KHỐI HẠT VẬT LIỆU
RỜI. 4

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ BÁI TỬ LONG
1.1. Giới thiệu về Công Ty Cổ Phần Đầu Tư Bái Tử Long.
Địa Chỉ: Số 07 – Xa lộ Hà Nội – Phường Trường Thọ – Quận Thủ Đức.
Số điện thoại: 08 38250371
Giám Đốc Công Ty: Ông Bùi Hữu Nghĩa.
Là một công ty cổ phần thành lập được gần 10 năm với hình thức kinh doanh
đa ngành nghề, đa sản phẩm có nhiều kinh nghiệm trong việc khai thác và cung ứng
vật liệu xây dựng. Có đội ngũ cán bộ có chuyên môn cao. Những năm gần đây Công
Ty đẩy mạnh việc phát triển đầu tư về lĩnh vực xây dựng và kinh doanh bất động sản.
Cơ cấu tổ chức công ty bao gồm 1 Giám Đốc, 2 Phó Giám Đốc và các phòng
ban như: Phòng Tổ Chức Hành Chính, Phòng Kế Hoạch, Phòng Kế Toán. Ngồi ra
công ty còn có các Đội Thi Công, Đội Khai Thác Vật Liệu Xây Dựng.
Các thiết bị hiện có tại Đội Khai Thác Vật Liệu Xây Dựng bao gồm.
Cần trục gầu ngoạm: 03 cái ( dung tích gầu 3 m
3
).
Trạm sàng: 01 cái.
Xe Ben chở Cát: 07 cái. ( dung tích thùng xe 14 m
3
).
Xe xúc lật: 02 cái ( dung tích 3,5 m
3
).
1.2. Giới thiệu về dây chuyền sàng cát xây dựng tại Công Ty Cổ Phần Bái Tử Long.
Cát xây dựng được khai thác từ các sông nước ngọt có nguồn gốc từ
Campuchia được Công Ty nhập về qua đường sông. Cát được vận chuyển về bằng
các XàLan và được chuyển lên bờ bằng các cần trục gầu ngoạm, các cần trục gầu
ngoạm này là loại cần trục bánh xích có thiết bị mang hàng kiểu gầu ngoạm hai dây
với dung tích của gầu là 3 (m
3

Việc nghiên cứu vật liệu rời và khối hạt vật liệu rời có tính chất đặc biệt quan
trọng quá trình tính toán các thiết bị phân loại hạt vật liệu rời. Vì vậy trong quá trình
tính toán thiết kế máy sàng cát và các thiết bị liên quan ta phải nghiên cứu về mặt bản
chất của hạt vật liệu rời.
2.1. Tính chất của chất rắn.
5
2.1.1. Khối lượng riêng.
Thường được ký hiệu là
h
ρ
được định nghĩa là khối lượng của một đơn vị thể
tích vật liệu và có đơn vị là kG/m
3
hoặc g/cm
3
.
2.1.2. Tỷ trọng.
Là tỷ số giữa khối lượng riêng của chất đó với khối lượng riêng của chất
chuẩn. Với chất rắn và chất lỏng, chất chuẩn là nước 4
o
C.
2.1.3. Khối lượng riêng xốp.
Hay mật độ, ký hiệu là
b
ρ
, được định nghĩa là khối lượng của vật liệu trong
một đơn vị thể tích mà khối lượng vật liệu chiếm chỗ. Khối lượng riêng xốp không là
một đặc trưng bản chất của vật liệu vì nó thay đổi theo sự phân bố kích thước hạt và
môi trường chung quanh. Độ xốp ( hay rỗng ) của vật liệu cũng ảnh hưởng đến khối
lượng riêng xốp. Với một hạt đơn không xốp thì khối lượng riêng

Năng lượng bề mặt tự do của một chất rắn là độ đo công thực hiện để tạo nên
một đơn vị diện tích bề mặt của chất rắn đó và thường được biểu diễn theo đơn vị
erg/cm
2
. Với chất rắn, bề mặt càng cứng và độ tan chảy càng cao, năng lượng bề mặt
càng lớn.
2.1.8. Tính hút ẩm.
Đây là tính chất chung biểu diễn khuynh hướng của chất rắn hút ẩm từ môi
trường chung quanh lên bề mặt chất rắn để đóng bánh, vón cục. Tính chất hút ẩm của
vật liệu được biểu diễn bằng độ ẩm tới hạn của vật liệu.
2.1.9. Lực Tĩnh điện.
Lực tĩnh điện tạo nên sự dính kết của các hạt và do đó ảnh hưởng đến tính lưu
chuyển của vật liệu.
2.1.10. Hoạt động bề mặt.
Vật liệu không bền có khuynh hướng biến đổi thành dạng bền hơn. Những biến
đổi hố học hoặc vật lý như vậy trên bề mặt hạt là yếu tố làm tăng nhanh quá trình kết
khối vật liệu khi chứa trong bồn. Biết rõ tính hoạt động bề mặt của vật liệu sẽ giúp
cho việc xử lý hữu hiệu vật liệu rời.
2.2. Đặc trưng của vật liệu rời.
Hạt vật liệu rời được đặc trưng bằng kích thước, hình dạng và khối lượng riêng
của chúng. Các hạt vật liệu đồng chất và có khối lượng riêng bằng khối lượng riêng
của vật liệu trong tồn khối. Các hạt tạo nên từ việc đập vỡ một chất rắn tổng hợp.
2.2.1. Hình dạng hạt.
Hình dạng của một hạt vật liệu rời được biểu diễn bằng đại lượng gọi là thừa số
hình dạng
λ
độc lập với kích thước hạt. Thừa số
λ
liên hệ đến kích thước định nghĩa
chính của hạt như sau: đặt chiều dài của một kích thước được chọn tương đối là D

. Với hai hình dạng này tỉ số diện tích bề mặt và thể tích đều bằng
6/
h
D
.
Thể tích của một hạt có hình dạng bất kì là:
3
.
h h
V a D=
( 2.01 ) [ 21 ]
Diện tích bề mặt là:
2
6 .
h h
S b D=
( 2.02 ) [ 21 ]
Với a và b là các hằng số hình học chỉ tuỳ thuộc vào hình dạng hạt. Từ hai
công thức trên ta có tỉ số giữa thể tích và diện tích bề mặt là:
6( / ) 6
h h h
h
V D D
S b a
λ
= =
( 2.03 )
Theo định nghĩa thừa số hình dạng
/b a
λ

D
S
λ
= =
( 2.04 )
Theo quy ước, đường kính hạt được biểu diễn theo các đơn vị khác nhau tùy
thuộc vào cỡ hạt. Với hạt thô là cm, với hạt mịn là kích thước rây, hạt rất mịn theo
micron hoặc milimicron, hạt siêu mịn được biểu diễn theo thể tích bề mặt cho một
đơn vị khối lượng hạt, m
2
/g.
8
Với những hạt mịn ta dùng phương pháp phân tích rây để xác định kích thước
hạt còn đối với hạt quá mịn so với kích thước rây thì đường kính hạt được xác định
bằng phương pháp khác như lắng riêng phần, đo độ rỗng trong tầng vật liệu, hấp phụ
khí trên bề mặt hạt và bằng mắt thường qua kính hiển vi. Đôi khi ta có thể ngoại suy
số liệu phân tích rây để tiên đốn sự phân bố kích thước cho phần vật liệu dưới kích
thước rây.
2.3. Những tính chất của khối hạt.
Một khối hạt vật liệu rời, đặc biệt khi hạt khô và không dính, có nhiều tính chất
giống như một lưu chất. Khối hạt tạo nên áp suất ở các phía và lên vách thùng chứa,
có thể chuyển động qua khe hở hoặc máng nghiêng. Tuy nhiên khối hạt và lưu chất
có những điểm khác nhau như sau: các hạt có thể lồng ( bắc cầu ) vào nhau dưới tác
động của áp suất và không thể trượt lên nhau cho tới khi áp lực tác động đạt tới một
giá trị đáng kể. Hạt và khối hạt thường chống lại sự biến dạng, nhưng khi lực tác
động đủ lớn thì lớp hạt này sẽ trượt lên lớp hạt khác xuất hiện ma sát đang kể. Có sự
tương tự như dòng chuyển động có vật liệu rời và dòng chuyển động của chất lỏng
dẻo phi Newton.
Khối hạt có những tính chất đặc biệt như sau:
- Áp suất không bằng nhau trong mọi phía. Nói chung áp suất tác động vào

tĩnh từ 1 đến 5
0
tuỳ thuộc trên bản chất của vật liệu, sự phân bố của kích thước hạt và
điều kiện tiến hành hai phép đo. Góc nghiêng tự nhiên cũng chịu ảnh hưởng bởi
đường kính hạt.
Nếu khối hát hồn tồn đồng nhất thì
r m
α α
=
. Trong thực tế góc nghiêng tự
nhiên thường nhỏ hơn góc ma sát trong vì các hạt tại bề mặt khô hơn và ít kết dính,
không nén chặt bằng các hạt ở bên trong khối hạt. Các hạt tròn, trơn sẽ có góc
nghiêng tự nhiên nhỏ, với hạt mịn, có góc cạnh và có tính kết dính thì sẽ có góc
nghiêng tự nhiên lớn. Với vật liệu chất rắn có tính kết dính thì bằng 0, với vật liệu hạt
có tính lưu chuyển tự do thường
0 0
15 30
m
α
= ÷
.
2.4. Tồn trữ vật liệu rời.
2.4.1. Tồn trữ dạng đống.
Các chất rắn như lưu huỳnh và than thường được chứa ngồi trời dưới dạng các
đống lớn không che chắn. Với số lượng hàng trăm hay hàng ngàn tấn thì đây là cách
tồn trữ kinh tế nhất. Việc tính toán khối lượng vật liệu dựa vào việc ước tính thể tích
đống vật liệu thường có dạng hình chóp rồi nhân với khối lượng riêng xốp của vật
liệu. Cách tồn trữ này thường dùng cho hạt thô, không tan trong nước.
2.4.2. Tồn trữ trong bồn, silo.
Các chất rắn có giá trị hoặc dễ bị phân huỷ khi chứa ngồi trời sẽ phải được

trong quy trình. Tiết kiệm mặt bằng là tiêu chuẩn đầu tiên khi thiết kế bồn chứa ngồi
ra còn những tiêu chuẩn khác cho hai dạng dòng chảy.
Nói chung việc tháo liệu ra khỏi bồn chứa theo thứ tự vật liệu ở giữa bồn ra
trước sau đó mới đến lớp vật liệu trên mặt bên thân bồn. Trên bề mặt lớp vật liệu sẽ
11
tạo hình côn. Lớp vật liệu ở sát đáy và thân bồn sẽ ra sau cùng. Vật liệu sẽ trượt vào
giữa thùng theo góc gần bằng góc ma sát trong vật liệu. Nếu vật liệu bổ sung được
thêm vào ở phía trên bồn bằng với lượng vật liệu được tháo ra ở đáy thì lớp vật liệu
nằm gần thân bồn sẽ không ra được bất kể thời gian tháo liệu là bao lâu.
Chương 3
TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SÀNG CÁT
3.1. Những khái niệm, công dụng và phân loại.
3.1.1. Công dụng
12
Quá trình phân loại được dùng để tách hỗn hợp thành nhiều nhóm loại khác
nhau theo độ lớn hoặc tỉ trọng, nhằm thu được các loại cốt liệu có độ hạt tiêu chuẩn
và tách được các tạp chất ra khỏi chúng.
Các thiết bị để phân loại được thực hiện theo tác dụng cơ khí, thủy lực hoặc
không khí. Phân loại bằng cơ khí được sử dụng phổ biến hiện nay. Bộ phận cơ bản
của máy là các mặt sàng có lỗ để phân loại vật liệu theo độ lớn của hạt. Các máy và
thiết bị loại này được gọi là máy sàng. Để phân loại các hạt vật liệu được đưa tới
sàng. Những hạt đó được gọi là hạt dưới sàng và được biểu thị qua dấu ( - ). Những
hạt có kích lớn hơn lỗ sàng sẽ nằm trên mặt sàng và được gọi là hạt trên sàng, ký hiệu
bằng dấu ( + ). Ví dụ, nếu lỗ sàng có kích thước 40 mm thì hạt dưới sàng ký hiệu – 40
hạt trên sàng + 40.
Trong dây chuyền công nghệ sản xuất, công việc sàng có các vị trí sau:
- Sàng sơ bộ: nằm ở vị trí xuất phát của dây truyền, nhằm loại bỏ các hạt lớn
quá khổ, hoặc các hạt quá nhỏ không cần nghiền nữa.
- Sàng trung gian: dùng để tách các hạt không cần nghiền ở giai đoạn tiếp sau.
- Sàng kết thúc, hay sàng sản phẩm: dùng để phân loại thành phẩm theo các cỡ

14
Hình 3.03. Máy sàng rung lệch tâm.
1 – Gối đỡ trục lệch tâm; 2 – Khối lệch tâm; 3 – Mặt sàng;
4 – Trục lệch tâm; 5 – Bánh đai của bộ truyền đai.
Ở đây máy sàng rung là do trục lệch tâm 4 gây lên và hai khối lệch tâm 2 có
tác dụng cân bằng lực quán tính do trục lệch tâm tạo lên.
* Máy sàng rung vô hướng.
Hình 3.04. Máy sàng rung vô hướng.
1 – Lò xo giảm chấn; 2 – Mặt sàng; 3 – Khối lệch tâm.
* Máy sàng rung có hướng.
15
Hình 3.05. Máy sàng rung có hướng.
1 – Lò xo giảm chấn; 2 – Mặt sàng; 3 – Bộ gây rung có hướng.
- Máy sàng có mặt sàng quay được phân thành máy sàng ống và máy sàng trục
quay.
* Máy sàng ống.
Hình 3.06. Máy sàng ống.
1 – Cửa cấp liệu; 2 – Ống sàng; 3 – Ổ đỡ; 4 – Con lăn đỡ.
* Máy sàng trục quay.
16
Hình 3.07. Máy sàng trục quay.
1 – Trục quay; 2 – Vật liệu trên sàn; 3 – Vật liệu dưới sàng.
3.1.3. Đối tượng sàng.
Đối tượng sàng của máy sàng tính toán là vật liệu cát có yêu cầu là kích thước
của hạt sau khi sàng là nhỏ hơn 10 ( mm ). Mục đích của việc sàng là loại bỏ các tạp
chất chứa trong cát như: các mảnh của cây mục, đất sét, các hạt quá kích cỡ.
Cát là một loại cốt liệu khi kết hợp với cát loại cốt liệu khác để làm thành
những sản phẩm và kết cấu cho các công trình xây dựng.
- Trong bê tông xi măng thì cát cùng với xi măng, đá và một số chất phụ gia
làm thành hỗn hợp bê tông phục vụ cho các công trình xây dựng dân dụng và các

Do mặt sàng phải đặt nghiêng một góc nên xác xuất vật liệu lọt sàng sẽ giảm
và làm tăng chiều cao của kết cấu.
- Phạm vi sử dụng.
Dùng để sàng sơ bộ vật liệu như trong dây chuyền nghiền sàng đá thì máy sàng
rung vô hướng dùng để sàng sơ bộ đá đưa vào máy nghiền.
18
b. Phương án 2:
Sử dụng máy sàng rung có hướng.
- Cấu tạo.
Hình 3.09. Máy sàng rung có hướng.
1 – Động cơ điện; 2 – Bộ gây rung có hướng; 3 – Hộp sàng;
4 – Cửa cấp liệu; 5 – Lò xo giảm chấn; 6 – Cửa xả liệu.
- Nguyên lý hoạt động:
Chuyển động quay từ động cơ 1 được truyền qua bộ truyền đai đến bộ gây
rung có hướng gồm 2 trục lệch tâm giống nhau, một trục nhận chuyển động trực tiếp
từ động cơ qua bộ truyền đai còn trục còn lại chuyển động được nhờ cặp bánh răng
ăn khớp với nhau. Khi hai trục quay đồng tốc và ngược chiều, dao động vô hướng
được tạo thành có hướng, dao động là hướng vuông góc với đường nối tâm của hai
trục lệch tâm.
- Đặc điểm.
Khác với máy sàng rung vô hướng, loại sàng rung có hướng do có 2 trục lệch
tâm nên nó vừa tạo rung động cho vật liệu rơi xuống và nó vừa tạo lực truyền cho vật
liệu di chuyển, do đó nó không cần phải đặt nghiêng hộp sàng mà vật liệu vẫn có thể
di chuyển được.
19
Tuy nhiên trong thiết kế người ta vẫn có thể đặt nghiêng mặt sàng đi một góc
nhỏ (1,5 ÷ 5
0
) so với phương ngang để cho vật liệu có thể di chuyển dễ dàng hơn.
- Ưu và nhược điểm.

R R
r
R R
α
π α
−
=
−
( 3.01 ) [ 4 ]
3 3
2 2
4 300 80 180 96,8
. . .sin 187( )
3 300 80 96,8 2
r mm
π
−
⇒ = =
−
Vậy bán kính bánh lệch tâm r = 187 (mm) = 0,187 (m).
Tiết diện của bánh lệch tâm.
2 2
1 2
.( ).
2 180
F R R
π α
= −
( 3.02 ) [ 4 ]
2 2 2

21
0,07062.0,025.7,83.1000 14( )m kg⇒ = ≈
3.2. Sơ đồ tính toán, tính toán các thông số cơ bản.
3.2.1. Sơ đồ tính toán.
Sơ đồ tính toán máy sàng rung vô hướng được xác định như sau:
Hình 3.11. Sơ đồ tính toán máy sàng rung vô hướng
Trong đó:
m: Khối lượng bánh lệch tâm.
M: Khối lượng của hộp sàng.
K
x
: Độ cứng của gối giảm chấn theo phương ngang.
K
y
: Độ cứng của gối giảm chấn theo phương thẳng đứng.
a,b: Khoảng cách từ các gối giảm chấn đến tâm của bộ gây rung.
3.2.2. Tính toán các thông số cơ bản.
Các thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và năng suất làm việc của
máy sàng là kích thước của mặt sàng, tần số, biên độ dao động, góc nghiêng sàng,
phương quay của trục lệch tâm, quĩ đạo chuyển động của lưới sàng.
a. Tính toán kích thước sàng: BxL.
Tính toán kích thước của sàng có 2 cách:
- Cách 1: từ năng suất của máy sàng 150 T/h ta tính toán được kích thước của
mặt sàng.
- Cách 2: từ kích thước mặt sàng thực tế ta đi kiểm tra năng suất của máy sàng.
Ta chọn cách 2 tức là từ kích thước mặt sàng của máy thực tế ta đi kiểm tra
năng suất của máy.
22
Kích thước của mặt sàng thực tế: BxL = 1500x3000.
Năng suất của máy sàng gồm năng suất của vật liệu lọt qua sàng Q

= 2,5 ( m ). [ 1 ]
q : năng suất riêng của mặt sàng ( m
3
/m
2
h ).
5
8
4,1.q W=
( 3.06 ) [ 2 ]
W: kích thước của mắt sàng, vì yêu cầu cát sau khi sàng có kích thước
nhỏ hơn 10 ( mm ) nên ta chọn W = 10 mm.
5
8
4,1.10 17,3q⇒ = ≈
( m
3
/m
2
h )
γ
: tỉ trọng của vật liệu, ở đây vật liệu là cát nên ta lấy
γ
= 1,5 T/m
3
.
K
1
: hệ số phụ thuộc vào tỉ lệ giữa lượng vật liệu có kích thước lớn và
tổng vật liệu đưa vào sàng.

23
Trị số của K
2
xác định theo đồ thị 2 – 17b [ 2 ] với vật liệu là cát mà tỉ lệ
giữa hạt vật liệu có kích thước < 5 ( mm ) so với tổng kích thước hạt đã
lọt sàng thì tỉ lệ đó chiếm tới 80% vậy ta được K
2
= 2.
K
3
: hệ số phụ thuộc vào mức độ khai thác diện tích mặt sàng. Lấy K
3
=
0,8.
K
4
: hệ số phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu. Vật liệu sàng là cát xây dựng
nên dựa vào đồ thị 2 – 18 [ 2 ] chọn K
4
= 0,95.
K
5
: hệ số phụ thuộc vào dạng mắt sàng. Vì là mặt sàng là sàng đan mắt
vuông nên làm giảm năng suất sàng vật liệu xuống 20% từ đó K
5
= 0,8.
Vậy năng suất của vật liệu lọt sàng là:
1,5.2,5.1,5.17,3.1.2.0,8.0,95.0,8 118( / )Q T h
r
⇒ = ≈

Γ
( 3.11 ) [ 2 ]
A: biên độ dao động của hộp sàng chọn sơ bộ A = 3,5 ( mm ).
ω
: tần số dao động của hộp sàng:
.
30
n
π
ω
=
( 3.12 ) [ 2 ]
24
n: số vòng quay của trục máy sàng n = 750 ( vg/ph ).
.750
78,5( / )
30
rad s
π
ω
⇒ = =
Γ
: hệ số ném của vật liệu.
2
.
.cos
A
g
ω
α

).
C
1
: hệ số kể đến sự va đập và trượt giữa vật liệu và sàng, C
1
= 0,9 [ 2 ].
C
2
: hệ số phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu cần vận chuyển, C
2
= 0.9.
C
3
: hệ số phụ thuộc vào chiều dày lớp vật liệu, từ đồ thị 2 – 19 [ 2 ] ta
xác định được C
3
theo chiều dày lớp vật liệu h = 20 ( mm )
0,98
3
C⇒ =
.
Vậy năng suất vận chuyển vật liệu trên mặt sàng là:
3600.1,5.0,024.0,265.1,5.0,9.0,9.0,98 41( / )Q T h
sz
= ≈
Từ công thức ( 3.04 ) ta có năng suất của máy sàng được xác định như sau:
118 41 159( / )Q Q Q T h
r sz
= + = + =
Ta thấy năng tính toán với năng suất yêu cầu của máy sàng chênh nhau một